羅雷爾的研究方法

⑴ 顯微鏡的發明與納米的發現有什麼關系

我們人類被稱為萬物之靈，能夠上天人地，移山填海，能夠深入微小世界探秘，這些靠的是什麼呢?說起來我們在很多方面不如地球上其他的生物，奔跑我們比不上獵豹，力量我們更是沒法和大象相比，可是我們人類擁有發達的大腦，我們懂得去製造工具。正是這些工具彌補了我們的不足，使得我們征服自然的能力大大提高。

人類要認識微小的世界，單單憑借我們的肉眼也是不行的。我們人類能看到的最小的東西大約為0.1毫米，那麼我們是如何觀察小於0.1毫米的東西的呢?

最早用於探究物質結構的儀器是光學顯微鏡。光學顯微鏡最初是由放大鏡演變而來的。放大鏡實際上就是凸透鏡，人們早就知道把凸透鏡靠近物體，就可以通過鏡片看到放大的物像，這大概是14世紀的事情。16世紀荷蘭人楊森偶然通過兩塊不同的鏡片看物體，發現放大效果好得多，於是就發明了顯微鏡。

這件事發生在16世紀的荷蘭不是偶然的，因為當時荷蘭的眼鏡製造業相當發達，楊森正是一位磨鏡片的工人。他的顯微鏡由透鏡組合而成，把兩片凸透鏡和兩片凹透鏡各組成一對，凸透鏡作為物鏡(靠近物體一方的透鏡)，凹透鏡作為目鏡(靠近眼睛一方的透鏡)。這是一台很大的顯微鏡，鏡筒的直徑有五厘米多，長度有四十幾厘米。不過這台顯微鏡的效果並不是很好，影像歪斜不清，也不能聚光以便清楚地觀看物體。

早期顯微鏡鏡片所用的玻璃質量不佳，玻璃里含有氣泡，玻璃表面也不光滑，用這種顯微鏡放大的物體看上去有點模糊。如果使用倍數更大的顯微鏡來進一步放大物體，物體就變得更加模糊，結果什麼也看不清楚。正是因為這個原因，人們往往認為觀察微小物體放大鏡就夠了，顯微鏡並不比放大鏡優越。

英國物理學家胡克在1肋年前後，對顯微鏡發生了興趣，親自製作了一台顯微鏡，他用這台顯微鏡，發現了軟木的軟組織(他給軟組織取名為「細胞」，其實他看到的並不是真正的細胞，而是軟組織的纖維結構)，並且清楚地觀察到了蜜蜂的小刺、鳥羽的細微構造等微小物體。他的顯微鏡使用了兩片凸透鏡，原理和現在的顯微鏡相同。另外，胡克還想出了在物鏡下面另外安裝凸透鏡，用以聚光照亮被觀察物體的方法，為了提高放大倍率，胡克進一步使用了近於球形的凸透鏡。他的顯微鏡能清楚地觀察以前看不到的微小的物體，例如跳蚤的頭部和腳部，所以當時顯微鏡有一個外號，叫跳蚤鏡。1665年胡克寫了一本書，名叫《顯微圖譜》，裡面有他根據大量觀察所做的素描，顯微鏡也因此受到科學界的重視。

把顯微鏡推上科學舞台的科學家中，還有一位叫列文虎克，他也是荷蘭人。他把玻璃棒的端部熔化後拉成線狀，然後進一步加熱做成球形，再把它磨成透鏡。他要求玻璃裡面一點也不含氣泡，玻璃表面必須磨製得非常光滑均勻。他在1671年磨成的第一塊透鏡盡管直徑只有1/8英寸(約3毫米)，但當他通過透鏡觀察物體時，卻發現物體幾乎放大了200倍，而且十分清晰。他把透鏡放在支架上，做成了一具放大鏡。後來又加上一塊透鏡，放大的倍數更大了，這就構成了顯微鏡。顯微鏡在當時已經不是什麼新鮮事物，但別人都是把鏡片拼湊在一起當作玩物，而列文虎克卻有自己的崇高目的，他想用這台新儀器觀察看不見的世界。

列文虎克用他的顯微鏡觀察各種小東西，從牙垢到溝中的污水，都成了他的觀察對象。他記下了肌肉、皮膚、毛發和牙質的精細結構。從1673年開始，他用荷蘭文給英國皇家學會不斷寫信，報告他的觀察實驗記錄，有時一封信就像是一本小書，他的第一封信就用了一個很長的題目：「列文虎克用自製的顯微鏡觀察皮膚、肉類以及蜜蜂和其他蟲類的若干記錄」。當時英國皇家學會對這位無名之輩的報告不很重視，直到1677年按照列文虎克的說法製成了同樣大小的透鏡和顯微鏡，證實列文虎克的觀察結果之後，才引起了人們的注意。

列文虎克的一系列發現，在生物學史上開辟了一個新的研究領域，這個領域就是微生物學。有了光學顯微鏡，我們就可以觀察到肉眼看不見的細胞，也正是光學顯微鏡的誕生導致了細胞的發現；從而使人們對自然界的認識發生了一個極大的飛躍。

可是人類要想看比細胞還小的結構，使用光學顯微鏡就不行了。

為了增加顯微鏡的放大倍數，在相當長一段時間內，不少人都在玻璃的材料和磨削工藝的改進上動腦筋。但後來發現，如果被觀察的物體小於光波波長的1/2時，光線射到它們身上時就會繞過去成不了像。我們知道，光學顯微鏡是用可見光作為光源的，其波長約為400～770納米，因此當被觀察的物體小於200納米時，光學顯微鏡就無能為力了——放大倍數限制在2000倍左右。

所以，要觀察更小的物體，就得另外找到一種比可見光的波長更短的光線才行。早在20世紀20年代，法國科學家德布羅義就發現電子束也具有波動性質。所謂電子束，就是許多電子集合在一起，並且以很高的速度向著一個方向運動。進一步的研究表呀，電子束的波長遠比可見光的波長短，還不到1納米。於是，科學家們很自然地想到，如果顯微鏡用電子束代替可見光做光源，它的分辨能力肯定可以大大提高。

根據這一思路，科學家們終於在1932年研製成功了一種新的顯微鏡——電子顯微鏡。在電子顯微鏡內部，特製一個空心的強力線圈——磁透鏡，它相當於光學顯微鏡中的玻璃透鏡，但是，鏡筒必須抽成高度真空。同時，由於人眼無法直接看見電子束，因而必須通過熒光屏或照相機的轉換。經過不斷改進，目前電子顯微鏡的最高分辨能力已達0.2～0.3納米，與原子大小差不多了。放大倍數約為30萬～40萬倍，一根頭發絲可以放大到一座禮堂那麼大；如果增加磁透鏡個數，放大倍數更可高達80萬～100萬倍。電子顯微鏡的發明幫助人類進一步打開了微觀世界的大門，人們可以看到更小的東西了，包括細胞內各種組成成分，以及只有幾十納米大小的病毒。

電子顯微鏡雖然威力巨大，可是它的體積往往也很大，價格也非常昂貴，操作很繁瑣。有沒有可能製造出更加簡單有效的顯微鏡呢?掃描隧道顯微鏡的發明解決了前面的問題。

掃描隧道顯微鏡是IBM瑞士蘇黎世研究所的賓尼和羅雷爾於1982年發明的。

賓尼1947年7月出生於德國的法蘭克福。其時正值第二次世界大戰結束不久，他和小夥伴們常常在廢墟中做游戲，當時他並不懂得為什麼建築物會變成那個樣子。10歲時，盡管他對物理還不太了解，但已決心要當一名物理學家，等到在學校里真正學到物理時，他大概有點懷疑這一選擇了。少年時代的賓尼是一個音樂愛好者，他母親很早就教他古典音樂，15歲時開始拉小提琴，而且還參加過學校的管弦樂隊。

10多年後，當賓尼開始做畢業論文時，才真正感受到物理學的魅力，認識到做物理工作比學習物理更有樂趣他深切地體會到，「做」是「學」的正確途徑，在「做」中「學」才能獲得真知和樂趣。

1978年，賓尼在法蘭克福大學獲博士學位。他在做博士論文時參加馬丁森教授的研究組，指導教師是赫尼希博士。賓尼對馬丁森教授非常佩服，這位教授很善於抓住和表述科學問題的實質。赫尼希博士指導他做實驗，非常耐心。

在他的妻子瓦格勒的勸說下，賓尼在完成博士論文後，接受了IBM公司蘇黎世研究實驗室的聘任，參加那裡的一個物理小組。這是非常重要的決定，因為在那裡賓尼遇到了羅雷爾。

羅雷爾1933年6月6日出生於瑞士的布克斯，1949年全家遷往蘇黎世。他對物理學的傾倒完全屬於偶然，因為他原來喜歡古典語文和自然，只是在向瑞士聯邦工業大學注冊時才決定主修物理。他在學校的4年中受到一些著名教授的指導。1955年，他開始做博士論文，羅雷爾在實驗中要用到非常靈敏的機械感測器，往往要在夜深人靜時工作。他不辭辛苦，非常勤奮，4年的研究生生活使羅雷爾得到了很好的鍛煉。

1961年起，羅雷爾到美國的拉特格斯大學做了兩年博士，1963年他回到瑞士，在IBM研究實驗室工作。從20世紀70年代末開始他從事反磁體研究，並在研究組組長米勒的鼓勵下研究臨界現象。此後，他開始與賓尼合作，從70年代末起，一直致力於研製掃描隧道顯微鏡，這種顯微鏡就是利用量子力學裡面的隧道效應製作的。

1981年，賓尼和羅雷爾等人用鉑做了一個電極，用腐蝕得很尖的鎢針尖作為另一電極，在兩電極間小於2納米的距離以內，改變鎢針尖與鉑片之間的距離，測量隧道電流隨之產生的變化。結果表明，隧道電流和隧道電阻對隧道間隙的變化非常敏感，隧道間隙即使只變化0.1納米，也能引起隧道電流的顯著變化。

一個非常光滑的樣品平面，從微觀來看，是由原子按一定規律排列起來的。如果用一根很尖的探針(如鎢針)，在距離該表面十分之幾納米的高度上平行於表面進行掃描，那麼，由於每個原子都有一定大小，在掃描過程中隧道間隙就會隨探針位置的不同而不同，流過探針的隧道電流也就隨之而不同，即使是百分之幾納米的高度變化，也能在隧道電流上反映出來。利用一台與掃描探針同步的記錄儀，將隧道電流的變化記錄下來，即可得到解析度為百分之幾納米的掃描隧道顯微鏡圖像。

掃描隧道顯微鏡的發明解開了物理學中的很多問題，使兩位科學家獲得了1986年的諾貝爾物理學獎，從掃描隧道顯微鏡的發明到兩位科學家因此獲得諾貝爾獎，僅僅用了4年的時間，這在諾貝爾獎的歷史上是非常罕見的。

掃描隧道顯微鏡從誕生、發展到現在，還不到20年，它正以旺盛的生命力茁壯成長。繼掃描隧道顯微鏡之後，又有一批根據同一工作原理派生出來的，其他類型的顯微鏡相繼問世，如原子力顯微鏡(用於非導電材料)、光子掃描隧道顯微鏡(運用光子隧道效應)，彈道電子發射電子顯微鏡(能夠在納米尺度上無損探測表面)、摩擦力顯微鏡(用於納米尺度上摩擦舟的研究)、磁力顯微鏡(探測樣品磁特性的有力工具)、分子力顯微鏡、掃描離子電導顯微鏡、掃描熱顯微鏡等等，總數達十幾種之多。人們還進而實現了原子的操縱和加工，用電子的撞擊使原子按人的意志做有序的移動或移植，1990年IBM公司的研究人員利用掃描隧道顯微鏡，把鐵原子重新排列成了漢字「原子」的字樣。這些進展充分顯示了掃描隧道顯微鏡蓬勃發展的勢頭和巨大的影響力。

從光學顯微鏡到電子顯微鏡，又從電子顯微鏡到掃描隧道顯微鏡，一步一步走下去，人們正通向微觀世界的幽深處；科學的視野越來越寬廣，人類駕馭自然的能力也越來越強，人類在微小世界中將會有更多的發現。

⑵ 請回答：火衛一的資料，請說的全面一點。急啊，非常感謝！

火衛一（希臘語：Φόβος；系統名稱：Mars I）是火星的兩顆自然衛星中，距離火星較近且較大的一顆，平均半徑為11.1km，是另一顆衛星火衛二的7.24倍。火衛一的名字是福波斯（意思是害怕），是希臘神話中的戰神阿瑞斯（在羅馬神話中名叫瑪爾斯）之子。

概述：
火衛一是一個形狀不規則的小天體。圍繞火星運動，軌道距火星中心約9400km，也就是距離火星表面6000km。火衛一到其母星的距離，比其他已知行星的衛星都要近。火衛一是太陽系中反射率最低的天體之一。火衛一上有一個巨大的撞擊坑，叫斯蒂克尼撞擊坑。由於軌道離火星很近，火衛一的轉動快於火星的自轉。因此，從火星表面看，火衛一從西邊升起，在4小時15分鍾或更短的時間內劃過天空，在東邊落山。由於軌道周期短以及潮汐力的作用，火衛一的軌道半徑在逐漸變小，最終它將撞到火星表面，或者破碎形成火星環。

發現：
火星的2顆衛星均是在1877年發現的。火衛一是由天文學家阿薩夫·霍爾在1877年8月18日格林威治標准時間09:14，於華盛頓特區的美國海軍天文台發現的。（如果採用當代的數據，按1925年前的天文慣例，一天從中午起算，是在華盛頓標准時間8月17日16:06發現的）[8][9][10]。霍爾在1877年8月12日07:48（UTC）還發現了火星的另外一個衛星，火衛二。衛星的名字是由伊頓公學的科學教員亨利·馬丹（1838-1901）提議的，來自《伊利亞特》第15卷，書中描述了阿瑞斯召見得摩斯（Deimos，意為恐懼）和福波斯（Phobos，意為害怕）[11][12]。

物理特徵火衛一是太陽系內反射率最低的天體。它的光譜上和D-型小行星接近[13]，從表面上看，它的成分類似於碳質球粒物質[14]。火衛一的密度非常低，不可能是實心的岩石。而具有相當多的空隙[15][16][17]。這些結果讓人想到，火衛一可能是一個大的冰庫。光譜觀測表明，表面土壤缺水[18][19]，但這並不排除風化層以下有冰[20][21]。

很早就有人預測，火衛一和火衛二會產生稀薄的塵埃環，但到目前為止尚未發現[22]。最近火星全球勘察者的圖像說明，火衛一上覆蓋著一層厚度大於100米的細顆粒土壤，按照假說，這是由其他天體撞擊形成的，但不知這些物質是如何附著在幾乎沒有重力的天體表面的[23]。

火衛一非常不圓，其尺寸是27×22×18km[2]。

火衛一上布滿了撞擊坑[24]，盡管火衛一很小，位於赤道附近的一個撞擊坑中心還有一個山峰[25]。火衛一最突出的表面特徵是斯蒂克尼撞擊坑，這是用阿薩夫·霍爾妻子的名字，安傑琳·斯蒂克尼·霍爾命名的。斯蒂克尼是她的閨名。正如土衛一的撞擊坑赫胥爾撞擊坑，形成斯蒂克尼的撞擊可能幾乎把火衛一撞得粉碎[26]。火衛一形狀古怪的表面上有很多的溝槽和條紋。溝槽典型的深度在30米以下，寬100到200米，長達20千米。最初認為，這都是由形成斯蒂克尼的同一次撞擊造成的。然而，火星快車的結果表明，這些溝槽並非在斯蒂克尼的徑向。而是集中在火衛一軌道迎風面的頂端（離斯蒂克尼不遠）。研究人員懷疑，這是由撞擊火星濺射出來的物質鑿出來的。這樣，這些溝槽實際就是一串撞擊坑。這些溝槽在靠近背風面時就逐漸消失了。根據其不同的年代，這些溝槽可以分為12組，代表至少12次火星撞擊事件[27]。在灶神星上也有這樣的溝槽，但科學家們目前並不認為這些溝槽具有相同的成因[28]。

只有一塊名為凱頓的隕石被認為是來自火衛一，但這也很難確認，因為目前對火衛一的成分還知之甚少[29][30]。

已命名的地質特徵
火衛一上的部分已命名隕石坑。C = 克拉斯垂爾；D = 德隆洛；F = 佛林奈；L = 林托克；R = 瑞顓沙；S = 斯蒂克尼；Sk = 斯開瑞士。格力錐格隕石坑位於斯開瑞士和佛林奈隕石坑下的地平線處。火衛一上的地址特徵是用研究火衛一的天文學家的名字、以及江奈生·斯威夫特的《格列佛游記》[31][32]中的人名和地名命名的。這些地形包括勒皮他地區和拉格多平原，都是《格列佛游記》里的地名（勒皮他是小說中會飛的島，而拉格多是小說中巴爾尼巴比國的首都）[33]。火衛一上唯一有命名的山脊是開普勒脊，是用天文學家約翰內斯。開普勒的名字命名的。另外有幾個撞擊坑也已被命名。

隕石坑 命名依據 座標
克拉斯垂爾 在格列佛游記中的人物 60°N 91°W / 60°N 91°W / 60; -91 (Clustril)
德亞瑞司特 天文學家羅雷爾·路德威·德亞瑞司特 39°S 179°W / 39°S 179°W / -39; -179 (D'Arrest)
德隆洛 在格列佛游記中的人物 36°30′N 92°00′W / 36.5°N 92°W / 36.5; -92 (Drunlo)
佛林奈 在格列佛游記中的人物 60°N 350°W / 60°N 350°W / 60; -350 (Flimnap)
格力錐格 在格列佛游記中的人物 81°N 195°W / 81°N 195°W / 81; -195 (Grildrig)
格列佛 在格列佛游記中的主角 62°N 163°W / 62°N 163°W / 62; -163 (Gulliver)
霍爾 弗伯斯的發現者阿薩夫·霍爾 80°S 210°W / 80°S 210°W / -80; -210 (Hall)
林托克 在格列佛游記中的人物 11°S 54°W / 11°S 54°W / -11; -54 (Limtoc)
奧匹克 天文學家恩斯特·奧匹克 7°S 297°W / 7°S 297°W / -7; -297 (Öpik)
瑞顓沙 在格列佛游記中的人物 41°N 39°W / 41°N 39°W / 41; -39 (Reldresal)
洛希 天文學家愛德華·洛希 53°N 183°W / 53°N 183°W / 53; -183 (Roche)
夏普利斯 天文學家畢文·夏普利斯 27°30′S 154°00′W / 27.5°S 154°W / -27.5; -154 (Sharpless)
史克洛夫斯基 天文學家約瑟夫·史克洛夫斯基 24°N 248°W / 24°N 248°W / 24; -248 (Skyresh)
斯開瑞士 在格列佛游記中的人物 52°30′N 320°00′W / 52.5°N 320°W / 52.5; -320 (Skyresh)
斯蒂克尼 弗伯斯的發現者霍爾的妻子莉娜·斯蒂克尼 1°N 49°W / 1°N 49°W / 1; -49 (Stickney)
陶德 天文學家大衛·畢克·陶德 9°S 153°W / 9°S 153°W / -9; -153 (Todd)
溫德爾 天文學家奧利弗·溫德爾 1°S 132°W

軌道特徵
火衛一與其母星超乎尋常的近，由此產生了一些很奇特的效果。火衛一的軌道低於火星的同步軌道，結果就是它的運動快於火星的自轉。因此，每個火星日，火衛一差不多有2次（每11小時6分）從西邊升起，飛快地劃過天空（4小時14分或更短），在東邊落下。由於火衛一的軌道低且在赤道面內，在火星上，緯度高於70.4°的地方，火衛一就位於地平線以下了。由於軌道很低，從火星上看，火衛一的角直徑隨其在天空的位置而變化。在地平線上，火衛一是0.14°，在天頂是0.20°，寬度是從地球上看到的滿月的1/3。作為對比，在火星天空，太陽的視角是0.35°。從火星上觀測，火衛一的星相是0.3191天（火衛一的朔望周期），只比火衛一的恆星周期長13秒。

從火衛一上看，火星比從地球上看到滿月大6400倍，亮2500倍，佔半個天球寬度的1/4。火星－火衛一的拉格朗日L1點位於斯蒂克尼撞擊坑上方2.5km，離火衛一表面的距離近得不可思議。

凌日
凌日火星表面上的觀測者會看到火衛一定期凌日。機遇號火星車拍到了幾次這樣的凌日。凌日期間，火衛一的影子會投射到火星表面上，這被好幾個火星探測器拍攝到了。火衛一不夠大，不能覆蓋整個日盤，因此不可能引起日全食。

未來的毀滅
未來的毀滅火衛一的周期短於一個火星日，由於潮汐減速，火衛一的半徑正以每個世紀20m的速度逐漸減小。估計在一千一百萬年後，它將撞上火星表面，或者很有可能成為火星環[35]。假定火衛一的形狀不規則，是一堆石頭（特別的摩爾－庫倫體），計算表明，目前火衛一對於潮汐力還是穩定的。但如果軌道半徑下降略大於2000km，即下降到7100km左右，估計火衛一就將超過石頭堆的洛希極限。更新的計算說明，破碎的時間大概距今760萬年[36]。在這個距離上，火衛一可能將破碎形成一個環系統，這個環將繼續緩慢地向著火星迴旋運動[37]

起源
火星衛星的起源目前仍有爭議[38]。火衛一和火衛二和碳質小行星（C型小行星）有很多共同之處，其光譜、反照率以及密度與C型或者D型小行星很相似，因此有一種假設是2個衛星都是被捕獲的主帶小行星[39][40]。2個衛星的軌道很圓，幾乎就在火星的赤道面內。因此，就需要一種機制，把初始偏心率高且傾斜的軌道調整為赤道面內的圓軌道。這種機制很可能就是大氣阻力加上潮汐力[41]，但對於火衛二，還不清楚是否有足夠的時間來完成這種軌道調整[38]。捕獲還需要能量的耗散。對於目前的火星，要通過大氣阻尼來捕獲火衛一大小的天體，大氣太稀薄了[38] 。傑弗里·蘭迪斯指出，如果是雙小行星，是可能被捕獲的，並在潮汐力作用下彼此分開[40]。

火衛一可能是太陽系的第二代天體，是在火星形成後才合成的，而不是從形成火星的星雲中與火星同時誕生的。[42]

另外一個假設是，火星周圍曾經有很多火衛一、火衛二大小的天體，可能是火星與大的星子撞擊濺射出來的[43]。火衛一內部多孔（根據其密度1.88g/cm3，估算空洞占火衛一體積的25%-35%），這與其來自小行星的假設不相符[6] 。對火衛一的熱紅外觀測表明，其成分主要是層狀硅酸鹽，眾所周知，這是火星表面上的物質。火衛一的光譜不同於各種球粒隕石，再次說明它並非源自小行星[44]. 兩方面的發現都說明，火星被撞擊後，濺射出來的物質在火星軌道上重新吸積，形成了火衛一[45]。這與月球的主流起源理論類似。

斯科洛夫斯基「火衛一空心」假說
1950年代末至1960年代，火衛一特殊的軌道特性讓人們想到，火衛一可能是空心的。

1958年前後，在研究火衛一的長期加速時,俄羅斯天文學家艾歐斯·塞姆洛維奇·.斯科洛夫斯基提出，火衛一是「薄層金屬」結構。這個假說甚至讓有些人猜想火衛一是人造的[46]。斯科洛夫斯基根據對火星高層大氣密度的估計，推斷如果大氣的微弱剎車效應能使火衛一長期加速，火衛一必須非常輕——計算出一個外徑16km（9.9英里）但厚度不到6cm的空心鐵球[46][47]。1960年，當時美國總統艾森豪威爾的科學顧問弗雷德·辛格在致航天雜志的信中談到斯科洛夫斯基的理論：[48]

「 如果根據天文觀測，衛星真的是在沿螺旋線向內運動，對此假說就沒有什麼異議了，那麼火衛一是空心的，且來自火星。這個「如果」取決於天文學觀測。觀測也可能有誤，因為觀測結果來自間隔數十載、由不同的觀測者用不同的儀器得到的幾組不相關的的測量數據。儀器誤差可能對結果會有影響。 」

此後，人們發現辛格預計的系統誤差確實存在，因此對假說產生了異議[49]。1969年，有了精確的軌道測量，說明並不存在這種不一致性[50]。但辛格的異議也不無道理，因為早期的研究過高估計了高度的減小速度（5cm/年），後來修正後，為1.8cm/年[51]。現在認為，長期加速的原因是潮汐作用[49]，而早期的研究並沒有考慮這個因素。目前，已經有飛船對火衛一的密度直接進行了測量，為1.887g/cm3[4]。目前的觀測認為，火衛一是一個石頭堆。此外，七十年代早期海盜號探測器獲得的圖像明確顯示，火衛一是個天然的天體，不是人造的。

然而，根據火星快車的測繪計算得到的體積確實說明衛星內部存在空洞。火衛一並非一塊實心的岩石，而是一個多孔的物體[52]。火衛一的孔隙率的計算值是30%+/-5%. 顆粒和石塊間的空隙大多較小（mm到約1m）[6]。

探測
已經有幾個飛船給火衛一拍攝了近照。這些飛船的本身的任務是對火星成像，最早是1971年水手9號，此後是1977年海盜1號，1998年、2003年火星全球勘察者，2004年，2008年和2010年火星快車[53]，2007年和2008年火星偵查軌道器。2005年8月25日，勇氣號火星車由於風吹散了太陽帆飯上的塵土，獲得了額外的能量，從火星表面拍攝了幾張曝光時間較短的夜晚天空照片[54]，照片上可以清楚看到火衛一和火衛二。專門的火衛一探測器是1988年發射的蘇聯的福布斯1號和福布斯2號。前者在奔火途中就失蹤了，後者（包括著陸器）返回了一些數據和圖像，但在開始衛星表面詳查後不久就失效了。其他的火星任務採集了更多的數據，但下一個專門的任務是2011年發射的采樣返回任務。

俄羅斯空間局在2011年11月發射了到火衛一采樣返回的任務，福布斯-土壤，返回艙中還包括一個行星學會的生命科學實驗——行星際飛行生命實驗LIFE[55]。參加此次任務的還有中國國家航天局計劃進入火星軌道的探測飛船螢火一號，以及火衛一著陸器上的科學載荷的土壤研磨和篩分系統[56][57][58]。然而，到達地球軌道後，福布斯-土壤探測器未能點火奔向火星。此後的搶救工作未能成功，2012年1月，福布斯-土壤在地球上墜毀。

計劃中或建議的探測
據報道，2007年歐洲航天公司歐洲宇航防務集團阿斯特里姆公司規劃了一個到火衛一的技術演示任務。阿斯特里姆公司目前參與歐洲空間局的一個火星采樣返回任務，這個任務是歐空局極光計劃的一部分。將一個航天器送往重力場很小的火衛一，是測試驗證最終到火星采樣返回任務的好途徑。這個任務規劃於2016年啟動，將持續3年。公司機將使用一個離子推進的「母船」，釋放一個著陸器到火衛一表面。著陸器將進行一些測試和實驗，把樣品採集到一個艙內，然後返回到母船上，返回地球，樣品將被投擲到地面，等待回收[59]。

火衛一獨石（中部偏右），由火星全球勘察者於1998年拍攝。（編號：MOC Image 55103）2007年，加拿大空間局資助了Optech和火星研究所的一項研究，這是到火衛一的無人探測任務，名叫PRIME（Phobos Reconnaissance and International Mars Exploration，火衛一偵查和國際火星探測）。建議PRIME飛船的著陸地點為火衛一的獨石，這是斯蒂克尼坑附近的一個明亮的物體，投射下了明顯的影子[60][61][62]。2009年7月22日，C-Span采訪航天員巴茲·奧爾德林時，他提到這個獨石說，「我們應該大膽去往人類沒有去過的地方。飛躍彗星，訪問小行星，訪問火星的衛星。這個土豆形狀的天體每7個小時繞火星一圈，上面的獨石是一個很特別的結構。人們發現後就提問：是誰把這個東西放在那裡的？是宇宙放的，如果你願意，也可以說是上帝放的……[63][64]」PRIME任務將包括一個著陸器和一個軌道器[62]，分別將攜帶4個儀器，用於研究火衛一的各種地質特徵[65]。到2009年4月20日，PRIME還沒有明確的發射計劃。

2008年，NASA格林研究中心開始研究使用電推進的火衛一火衛二采樣返回任務。該項研究形成了Hall任務概念，一個新的前沿級任務，目前仍在進一步的研究中。[66]

已經有人提出，火衛一是載人登陸火星任務的早期目標。[67]由人類在火衛一上對火星上的機器人進行遙操作，可以保證沒有顯著的時間延遲。行星保護主義者所擔心的早期火星探索所涉及的問題，通過這種方法也可以得到解決[68]。同樣，火衛一也是載人登火星任務的目標，因為在火衛一上登陸比在火星表面登陸要容易和便宜很多。奔向火星的著陸器需要在沒有任何輔助設備的情況下，能夠進入大氣，隨後返回到軌道上（這種能力載人航天器還從來沒有嘗試過），否則就需要在當地建設輔助設備（一個殖民或支撐任務）。而火衛一的著陸器，只需要根據月球著陸器和小行星著陸器來進行設計[69]。人類對火衛一的探測，可以成為人類探火星的催化劑，這本身就是激動人心而且從科學上有價值的[70]。

⑶ 求掃描探針顯微技術的原理及其應用的物理學論文，

三掃描探針顯微技術(SPM)的基本原理及應用

SPM實際上是一個很大的家族,是在掃描隧道顯微鏡(STM)發明取得巨大成就的基礎上發展起來的各種新型顯微鏡.它們的原理都是通過檢測一個非常微小的探針(磁探針、靜電力探針、電流探針、力探針),與樣品表面的各種相互作用(電的相互作用、磁的相互作用、力
的相互作用等),在納米級的尺度上研究各種物質表面的結構以及各種相關的性質.
1. STM的發明是利用了電子隧道效應,即當兩個電極之間距離很近為S時,如外加一個很小的偏壓Vb,電子就會穿過電極之間的能量勢壘,從一個電極流向另一個電極,電子穿過勢壘的效應稱為隧道效應.S應該很小,才能起到這種粒子波動性質的量子效應.例如,實驗中把一個金屬的尖端作為一個電極,用樣品的表面作為另外一個電極.當把兩個電極之間的距離調到小於1nm時,外加一個很小的偏壓,電子就會通過針尖穿過勢壘流向另一個電極
表面(樣品),即產生了隧道電流.
若控制電極與樣品表面隧道電流做到恆定時,針尖與樣品之間
距離就該不會變,在掃描過程中,針尖會隨著樣品表面的起伏而起伏.如針尖足夠尖,就可能分辨出單個的原子;如針尖沿X、Y平面方向掃描,就會得到樣品表面數據和表面原子的分布,這就是掃描隧道顯微鏡(STM),也是掃描探針顯微技術(SPM)的基本原理.通常掃描隧道顯微鏡的針尖與樣品表面的距離非常接近(大約為0.5至1.0nm),所以它們之間的電子雲互相重疊.在它們之
間施加一偏置電壓Vb= 2mV~2V時,就會形成隧道電流.此隧道電流I可以表示為
I ∝Vbexp(-kφ1/2s),
式中 k=常數,在真空條件下為≈1;
φ為針尖與樣品的平均功函數;
s為針尖與樣品表面之間的距離,一般為0.3∽1.0nm.
由於隧道電流I與針尖和樣品表面之間的距離s成指數關系,所以電流I對針尖和樣品表面之間的距離變化非常敏感.例如,若此距離減小僅僅0.1nm,隧道電流I將會增加10倍;反之,如果此距離增大0.1nm,隧道電流I就會減少10倍.
若想達到類似STM的功能,主要須配置:
(1) 通過一個壓電陶瓷管,很精細地控制空間三維的掃描;
(2) 配合一套簡便的系統,通過一個電子反饋系統把數據用計算機採集起來,然後轉化成圖像直接顯示出來.
2. 原子力顯微鏡(AFM),是在STM基礎上發展起來的,這是因為STM只能在導電材料的樣品表面上,分辨出單個的原子及結構的三維圖像.對於非導電材料,STM將無能為力.為了彌補STM的不足,1986年賓尼、誇特、格勃發明了原子力顯微鏡(AFM),它的許多原件與STM是共同的.AFM與STM的主要不同點是:
AFM採用了極其敏感的,易彎曲的微懸臂針尖代替了STM的
隧道針尖,並以探測懸臂的微小偏轉代替了STM中的探測微小隧
2--2
道電流.正是由於AFM工作時不需要探測隧道電流,所以它可以用於分辨包括絕緣體在內的各種材料表面上的單各原子,,應用范圍比STM更為廣泛
3. 掃描探針顯微技術(SPM)的特點
(1) 具有原子級的高解析度
STM的橫向解析度可達到0.1nm,垂直表面方向解析度可達0.01nm,這是目前所有顯微技術當中解析度最高的.
(2) 可以觀察單個原子層的局部表面結構
STM觀察的是表面的一個或兩個原子層,即幾個納米的局域信息,而不是像光學顯微鏡和電子束顯微鏡只能獲得平均信息.
(3) STM配合掃描隧道譜(STS),可以得到表面電子結構的有關信
息,可以通過調節隧道結偏壓來觀察不同位置電子態密度分布,觀察電荷轉移的情況,還可以得到電子結構的信息.
(4)STM可以實時、實空間地觀察表面的三維圖像
STM可以用零點幾秒鍾時間採集一幅實空間圖,在一個位置上連續記錄,可以觀測到原子表面擴散、遷移的過程.而不像其他,例如各種衍射方法所得到的只是倒易空間的圖像,不是實空間的,而且只有進行」傅里葉變換」才能得到實空間圖像.
(5)STM可以在不同條件下工作,例如真空、大氣、常溫、低溫、
高溫、熔溫,不需要特別的制樣技術,而且探測過程對樣品無
2--3
損傷.能在緩沖溶液中接近自然狀態下觀測,為直接觀察生物樣品的表面結構提供了可能,並且可以在高溫下觀測樣品否發生相變或 晶疇的移動等,因而擴展了研究對象的范圍.
(6)STM不僅可用於成像,還可以對表面的原子、吸附的原子或
分子進行操縱,從而進行納米級加工,這是其他技術所不具
備的一種功能.
4. 影響掃描探針顯微技術質量的幾個關鍵
(1) 關於震動的影響:一般地面震動是在微米量級,可是要產生穩定的隧道電流,針尖和樣品間必須小於1nm.微小的震動就會使針尖闖上樣品,甚至難以嚴格控制它在精細的位置上掃描,所以要盡量減少震動.
(2) 噪音的影響:因為產生的電流是納安級的,要取得原子解析度
(約0.01nm),必須控制針尖,以實現掃描,要求儀器本身穩定,隔絕電子噪音.
(3) 針尖的要求:如果針尖很鈍,就不可能探測到單個的原子,達
不到原子解析度,所以針尖必須很尖.一般要求具有納米尺度
,要求高水平的微加工技術.
(4) 樣品的要求:STM工作時需要產生隧道電流,所以要求樣品必須是導體或半導體,否則就不能用STM直接觀察.原子力顯微鏡(AFM)可檢測非導體,但要求樣品粘度不能過大,否則針尖掃描時就會拖著樣品一起動,達不到高的解析度.
編 後 記
人類已迎來了肉眼可直觀原子圖像,甚至可移動、提取、放置、操縱單原子等技術,為納米世紀的來臨和洞察納米世界物質本質做出了偉大貢獻.這是先輩有特殊貢獻的科學家,例如德國的埃貝、海侖、霍爾茨、蒲許、克諾爾、魯斯卡、克勞塞、穆勒以及西門子公司的蔡司光學工廠和美國IBM公司的賓尼、羅雷爾,還有一些未予記載國籍和名稱的科學工作者的辛勤勞動成果.經過從十七世紀到十九世紀漫長時間的探究、追求、觀察、推理、研製、實驗、失敗、成功等等經歷,而獲得的各階段的偉績.目前,如STM、AFM等顯微鏡已在各國科研部門逐步使用,正為各行各業的科技進步、創新活動做貢獻.我國的一些科技工作者也已在不多的公、私研究單位、學校、工廠、企業的新產品中注入了納米級的材料和技術,也會逐步接觸和應用STM、AFM,以獲得更高層次的產品.

⑷ 為什麼霍爾效應的研究可以獲得諾貝爾物理學獎

因為量子霍爾效應是整個凝聚態物理領域最重要、最基本的量子效應之一。它是一種典型的宏觀量子效應，是微觀電子世界的量子行為在宏觀尺度上的一個完美體現。

霍爾效應在1879年被物理學家霍爾發現，它定義了磁場和感應電壓之間的關系，這種效應和傳統的電磁感應完全不同。當電流通過一個位於磁場中的導體的時候，磁場會對導體中的電子產生一個垂直於電子運動方向上的作用力，從而在垂直於導體與磁感線的兩個方向上產生電勢差。

雖然這個效應多年前就已經被人們知道並理解，但基於霍爾效應的感測器在材料工藝獲得重大進展前並不實用，直到出現了高強度的恆定磁體和工作於小電壓輸出的信號調節電路。根據設計和配置的不同，霍爾效應感測器可以作為開/關感測器或者線性感測器，廣泛應用於電力系統中。

⑸ 顯微鏡是怎麼進化成現在這樣的，人類因此受到哪些影響

睛，是我們最重要的感覺器官。我們所獲得的信息，有八成是來自視覺。如果形容什麼東西最珍貴，總是說「像愛護自己的眼睛一樣」去珍惜它。

愛護眼睛，青少年朋友首先要做到，在看書學習的時候，要把書本、紙張放在距離眼睛25厘米的地方。這個距離稱為「明視距離」。老師、家長要求的「25厘米距離」是怎麼來的？原來，我們的眼睛，能分辨離眼睛25厘米處相距0.1毫米(100000納米)的兩個點。在這種情況下，對眼睛來說，它們所成的視角大約是1』，所成的像恰好能落在視網膜的兩個感光細胞上。兩個點的距離如果小於0.1毫米，它們在視網膜上的像，就都落到一個感光細胞上，我們的視覺感受到的就只是一個點。顯然，設法把這個視角放大，我們就可以看到更小的東西。

從光學顯微鏡、電子顯微鏡到掃描隧道顯微鏡，顯微術與近現代科學結伴同行，走過了400多年的歷程。顯微鏡陪伴伽利略、牛頓、麥克斯韋、愛因斯坦一路走來。顯微鏡發展的歷史，是科學革命的歷史，是技術創新的歷史，是製造技術發展的歷史。顯微鏡是人類科學、技術、工程活動的和諧產物。像科學史一樣，顯微鏡發展史是一面鏡子，給我們許多深刻的啟發。

顯微鏡幫助我們看清物體微觀尺度的面貌。有了顯微鏡，人類不僅可以研究微觀結構，發現新的規律，而且在更小的尺度下，發現了另類的賞心悅目的美。顯微鏡既是真善美融合統一的產物，又是真善美融合統一的「證人」。

⑹ 諾貝爾物理學獎

威廉·康拉德Lunqin德國「在1901年發現了一個不尋常的光，他的名字」（即，X-射線，也被稱為X-射線，倫琴的輻射量單位）1902恆基兆業里克·洛侖茲荷蘭「關於命名後磁場對輻射現象「（塞曼效應）的影響彼得·塞曼荷蘭1903年亨利·貝克勒法國」發現的天然放射性皮埃爾·居里法國「亨利·貝克的放射性現象，發現樂瑪麗·居里教授約翰·威廉·蘭開斯特，法國1904年拉斯維加斯英國「測定的氣體的密度，以及由這些研究，並發現，氬氣（例如，氫原子，密度測量的氣體，如氧，氮，和發現的氬氣的氣體的測量）1905菲利普愛德華·安東馮勒納德德國1906年約瑟夫·湯姆孫反應鍋「氣進行理論和實驗研究，在1907年，阿爾伯特邁克爾遜太陽美國網」他的精密光學儀器，並通過光譜學和計量學研究「1908年加布里埃爾·李普曼法國使用的干擾現象的」陰極射線「再現彩色照片中的1909年義大利人馬馬克尼日於1910年的無線電報「，德國的卡爾·費迪南德·布勞恩的發展所作出的貢獻，范德華荷蘭氣體和液體狀態方程的研究在1911年威廉維恩德國1912年尼爾斯·古斯塔夫·達倫 - 瑞典「發明用於控制的燈塔和浮標中的氣體蓄能器自動控制閥的熱輻射影響的」法「」1913年海克卡結束科林昂內斯荷蘭「他對象的屬性在低溫度，特別是液態氦在1914年，德國馬克斯·馮·勞厄發現晶體X射線衍射現象「1915威廉·亨利·布拉格英國」X-射線晶體結構的研究「威廉·勞倫斯·布拉格英國1917年查爾斯·格洛弗巴克拉英國「發現的特徵的R ntgen輻射的元素，德國馬克斯·普朗克研究所1918年」，因為他發現量子物理學的發展促進「1919年德國約翰內斯·斯塔克分裂的光譜線的多普勒效應和電場陽極射線「查爾斯·愛德華·紀堯姆，瑞士，」他推動的精密測量物理，於1921年發現鎳鋼合金異常「阿爾伯特·愛因斯坦，1920年德國的」理論物理學的成就，特別是發現法律的光電「1922丹麥的尼爾斯·玻爾的效果」，他的研究的原子結構，並在1923年羅伯特·安德魯·密立根美國，「他的基本收費，以及光電效應」的1924人的工作的西格浴內的原子發出的輻射瑞典「發現在該領域的X射線光譜的研究，1925年，詹姆斯·弗蘭克的德國」發現原子和電子碰撞法「古斯塔夫·赫茲德國1926年讓·佩蘭的學習材料是不連續的結構和發現沉積平衡1927年阿瑟·康普頓美國「發現，他的名字命名的效果」查爾斯·加連威老道的耳朵約翰遜英國「顯示的蒸汽冷凝水歐文·理查森1928年在法國，英國，帶電粒子的運動軌跡上的熱現象的研究，在特別是他的名字命名的法律，在1929年的電子的波動性，德布羅意的法國公爵「發現」錢德拉塞卡拉·文卡塔拉曼印度在1930年，「他光散射研究，發現在1932年後，他的名字命名的效果，德國，海森堡創立量子力學，以及由此產生的氫的同素異形體的發現：「1933年埃爾溫·薛定諤奧地利」發現新的原子理論多產的形式（即，量子力學的基本方程 - 薛定諤薛定諤方程和狄拉克方程），保羅·狄拉克英國在1935年，詹姆斯·查德威克英國發現了中子1936年的維克多弗朗西斯·赫斯奧地利發現宇宙輻射的「卡爾·大衛·安德森美國」發現，正電子1937年柯林頓總統約瑟夫·大衛太陽美國網「喬治·湯姆孫反應鍋1938年恩里科·費米（Enrico Fermi）義大利王國「，他們發現電子晶體學實驗證明中子輻照產生新的放射性元素的存在的現象，並提出了關於慢中子核反應的發現，在1939年，歐內斯特·勞倫斯美國的發明」和發展的迴旋和人工放射性元素的研究「，1943年奧托·斯特恩美國」分子束質子磁矩「伊西艾薩克·拉比美國在1944年的研究方法的發展」，他記錄了與共振方法磁學性質的原子核在1945年，奧地利的沃爾夫岡·泡利的「排除原則，在1946年也被稱為泡利原理，珀西·威廉斯布里奇曼美國發明超高壓設備，發現在該領域的高壓物理學報1947年愛德華勝者Appleton英國「高級研究的物理學的氣氛，特別是所謂的阿普爾頓層發現，1948年帕特里克·梅納德·斯圖爾特·布萊克特英國」改善「湯川秀樹日本在該領域的核物理和宇宙射線的威爾遜雲室方法和發現在1949年，「核力量的基礎理論預言存在的介子1950年塞西爾弗蘭克·鮑威爾，英國發展研究核過程的照相方法，介子方法的研究的基礎上，1951年，約翰·道格拉斯·漢考克饒夫英國」他們使用人工加速原子開創性的工作產生核嬗變「歐內斯特·沃燕子，愛爾蘭，美國研製的新方法核磁共振的精密測量和產生的研究」愛德華珀塞爾美國弗里茨·塞爾茲尼克荷蘭在1953年憑借1952年布洛赫，「他證實相襯法，特別是發明相襯顯微鏡1954年，玻恩英國「在量子力學中，尤其是他的統計處理和解釋的波函數」德國瓦爾特·博特遵守的法律，以及研究領域的基礎研究以這種方式獲得的結果，在1955年，威利斯，美國尤金羔羊，「在1956年的結果，他的研究的精細結構的氫譜」波利卡普庫，石梅國「精確地確定電子的磁矩，布雷德福肖克利美國「半導體研究和發現晶體管效應」的約翰·巴丁美國沃爾特·豪澤·布喇頓美國在1957年，楊振寧在美國「，他們熱衷於研究所謂的宇稱不守恆定律，因法律的有關基本粒子許多重要的發現，「李政道於1958年帕維爾·阿列克謝耶維奇·切連科夫蘇聯的」發現並解釋切倫科夫效應「伊利亞·弗蘭克蘇聯伊戈爾·葉夫根尼·液位蘇聯於1959年，奇·高塔姆埃米利奧·吉諾·塞格雷美國「發現反質子，」歐文·張伯倫在1960年，唐納德·阿瑟·格拉澤美國「發明氣泡室」於1961年羅伯特·霍夫斯塔特美國「的電子散射核和開拓性的研究，從而對核子結構的研究「魯道夫·路德維希中號？穆斯堡爾德國，」他的γ射線共振吸收現象發現，和他命名為「1962列弗多維奇朗蘇聯的聯盟的」的開創性的理論凝聚態物質，特別是液態氦「1963年仁的效果相關的研究？ PAL維瓦格納美國「他的原子核和基本粒子的理論貢獻，特別是發現和應用原則上對稱性的」瑪麗亞格珀特 - 梅耶美國「發現原子核的殼層結構」J·漢斯·D詹森查爾斯·湯斯在1964年的德國，美國「量子電子學，基礎研究成果的振盪器和放大器，刺激微波 - 內置激光原理的基礎上，從而導致」一節「尼古拉根納葉委漆·巴索夫蘇聯的亞歷山大·普羅霍羅夫蘇聯於1965年在該領域的朝永真一郎日本「量子電動力學的基礎性工作，這些工作產生深遠的影響粒子物理學朱利安·施溫格美國的理查德·菲利普·費曼美國，1966年，阿爾弗雷德·卡斯特勒法國發現和發展赫茲共振研究原子光學方法1967年漢斯·阿爾布雷希特·貝特美國」核反應理論的貢獻，特別是關於恆星能源的發現，1968年路易斯·沃爾特·阿爾瓦雷斯美國，「粒子物理學的決定性貢獻，特別是因為他的發展氫氣泡室和數據分析方法的產生，從而發現了一個大在1969年的共振態，穆雷蓋爾曼美國「發現的基本粒子及其相互作用的分類」1970年漢尼斯奧洛夫·科斯塔·艾爾文瑞典「磁流體動力學的基礎研究和發現，路易·尼爾法國反鐵磁性和鐵磁性等離子體物理的基礎研究和富有成果的應用和重要的應用固態物理1971年的Gabor丹尼斯：全息照相1972年約翰·巴丁美國英國的發明和發展。 「他們共同創立了超導微觀理論，BCS理論，也就是常說，」萊昂庫珀美國約翰·羅伯特·內弗1973年江崎玲的工廠在金奈日本「半導體和超導體隧道效應」伊瓦乖富挪威布賴恩·戴維·約瑟夫森英國， 「他從理論上預言通過的隧道勢壘性質的的電流，尤其是那些俗稱」約瑟夫森效應，「1974年馬丁·賴爾英國的現象，」他們的開創性研究射電天體物理：萊爾的發明和觀察，特別是合成孔徑技術;休伊什發現脈沖星「安東尼·休伊什英國1975年的關鍵作用，奧格·尼爾斯·玻爾丹麥發現的原子核集體運動和粒子運動之間的聯系，並根據核結構理論」奔的發展這種聯系羅伊莫特森丹麥利奧詹姆斯雨水美國1976年伯頓里克特美國「發現了新的重基本粒子的開創性工作」塞繆爾婷美國1977年菲利普·沃倫·安德森，美國，「基礎理論研究的電子結構的磁性和無序體系的「納威莫特英國的約翰·范·旋轉累克在1978年的美國，彼得·列昂尼多維奇·卡皮查蘇聯領域的低溫物理的發明和發現」阿爾諾河艾倫·彭齊亞斯美國「發現了宇宙微波背景輻射」美國伍德羅·威爾遜，1979年，羅伯特·謝爾頓李格拉肖美國之間的基本粒子的弱相互作用和電磁相互作用的統一理論，包括弱中性線電流的貢獻「，史蒂芬溫伯格，薩拉姆巴基斯坦在1980年，詹姆斯·沃森·克勞的??預言寧美國網「中性K介子衰變對稱性破缺Val洛格斯登惠譽的美國1981年凱西格浴瑞典的發展貢獻高解析度光電子能譜儀尼古拉斯·布龍博根美國的發展，激光光譜學」1982年阿瑟·肖洛美國的貢獻，肯尼斯·威爾遜，美國的相變臨界現象的理論貢獻「，1983年1月蘇布拉馬尼錢德拉塞卡美國恆星結構和演化的重要物理過程的理論研究」威廉·福勒，美國「，義大利卡羅Rubbia的形式在宇宙中的理論和實驗研究，在1984年的化學元素的核反應，導致弱互相作用的發現路過的，決定性貢獻的大型項目中的場粒子W和Z西蒙的van der Meer的荷蘭克勞斯·馮·克利青德國「量子霍爾效應的發現於1986年，恩斯特·魯斯卡德國的基礎上第一台電子顯微鏡」格爾德比尼恩德國的電子光學系統的工作原理和設計「於1985年開發出了掃描隧道顯微鏡「羅雷爾瑞士海因里希·1987年德國約翰內斯柏諾茲」發現陶瓷材料的超導電性的突破，在1988年，瑞士，萊昂萊德曼，卡爾·米勒，美國的中微子束方法，以及通過發現，梅爾文施瓦茨μ子中微子證明輕子的二元結構「1989年諾曼·拉姆齊發明分離振盪場方法和其應用程序中的氫興奮的微波爐和其他原子鍾的」美國漢斯·威德默科技「的發展，離子阱技術沃爾夫岡·保羅德國1990傑羅姆·弗里德曼，美國」電子深部非彈性散射的質子和束縛中子開創性的研究，這些研究在粒子物理學中的誇克模型的發展非常重要，「亨利·肯德爾美國理查德·泰勒1991年，加拿大的皮埃爾 - 吉爾·德熱納法語學習在一個簡單的系統有序現象可以擴展到一個更復雜的物質形式，擴展到液晶和聚合物的研究，1992年喬治·夏帕克法國人發明的粒子探測器的發展，特別是多絲正比室「在1993年，拉塞爾·赫爾斯美國美國「發現一類新的脈沖星，這發現，發展新的可能性，研究引力」約瑟夫·泰勒，美國1994年伯特倫布羅克豪斯加拿大的中子譜學的發展，以及為的凝聚態中子的研究散射技術「克利福德沙爾美國開拓性的研究，」中子衍射技術，以及開拓性的研究，為的凝聚態「1995年馬丁·佩爾美國研究中子散射技術的發展，」發現τ輕子，以及開創性的實驗研究輕子物理弗雷德里克萊因斯美國的「發現中微子和輕子物理學的開創性實驗研究1996年大衛荔梅國發現超流氦-3」道格拉斯·奧謝羅夫，羅伯特·理查森，美國在1997年，史蒂芬楚，美國「的方法，以冷靜和捕獲原子激光克勞德·科恩 - 」湯孥德日，法國威廉·菲利普斯美國1998年羅伯特·勞克林美國的發展，一種新形式的量子流體發現有一小部分的帶電興奮「德國霍斯特·法士特莫翠丹尼爾C. 1999年傑拉德·德懷特·霍夫特荷蘭「弱相互作用的量子物理學」馬丁新聞韋爾特曼，荷蘭在2000年饒勒斯阿爾費羅夫俄羅斯澄清的結構，「發展半導體異質結構中使用的高速電子和光電「他伯特Cremeur德國傑克·基爾比美國的貢獻的集成電路的發明於2001年，埃里克·康奈爾大學美國」在一個稀薄氣體的鹼金屬原子的玻色 - 愛因斯坦冷凝物的成就，以及在早期的基本研究凝聚態物質性「雷蒙德·戴維斯，德國在2002年，卡爾·維曼沃爾夫岡·克特勒，美國」在天體物理學領域作出了開創性的貢獻，尤其是探測宇宙中微子「小柴昌俊，里卡多·賈科尼美國，日本」在天體物理學領域了開創性的貢獻，這些研究發現宇宙X射線源，「2003 A阿列克謝·阿布里科索沃俄羅斯超導體和超流體理論上作出了開創性的貢獻維塔利·安東尼·萊格特美國在2004年，金茲堡俄羅斯戴維·格婁斯美國「發現了強相互作用理論中的漸近自由的美國弗蘭克·休·波莉政策韋爾切赫2005年羅伊·格勞伯美國的貢獻，包括光頻梳技術的貢獻，包括對量子理論的光學相干」約翰·霍爾美國「基於激光的精密光譜學發展的「特奧多爾·亨實德隊在2006年，約翰·馬瑟美國」發現「喬治·斯穆特美國愛爾博費爾法國在2007年的」巨磁電阻「彼得格林伯格德國的宇宙微波背景輻射的黑體形式和各向異性2008年小林日本「發現對稱性破缺的來源，並預言至少三類益川敏英日本南部陽一郎美國」，誇克的存在，在本質上發現了亞原子物理學的自發對稱性破缺機制「高錕」 ，「喬治·史密斯2010年安德烈阿納海姆俄羅斯」突破性實驗「在二維石墨烯材料領域光通信的光在纖維中傳輸的突破性成就」威洛杉磯博伊爾美國半導體成像器件的發明是一個電荷耦合器件康斯坦丁諾沃肖洛夫俄羅斯2011掃羅浦大衛美國「發現，通過觀察距離的超新星加速膨脹的宇宙」亞當·里斯，布賴恩·施密特2012年的澳大利亞塞爾日·Eluo沉法「是能夠測量和操縱個別量子突破性的實驗技術系統

⑺ 有人說現在物理該發現的都已經發現了，剩下的就是些修修補補的工作，再也沒有天才出現了，是這樣么

當然不是，現在幾乎所有物理學家都意識到，愛因斯坦廣義相對論中沒有考慮到量子力學，因此無法用於小尺度上的宇宙。將廣義相對論與量子力學相協調，至少還需要一個天才或千千萬萬物理學家的努力。此外，人們所定義的四種力還沒有統一。所以，從現在到萬物統一的那個M理論，也就是終極物理，還有很長的路要走。也許我們永遠都無法發現。

⑻ 顯微鏡是誰發明的

最早的顯微鏡是16世紀末期在荷蘭製造出來的。發明者是亞斯·詹森,荷蘭眼鏡商，或者另一位荷蘭科學家漢斯·利珀希，他們用兩片透鏡製作了簡易的顯微鏡，但並沒有用這些儀器做過任何重要的觀察。

後來有兩個人開始在科學上使用顯微鏡。第一個是義大利科學家伽利略。他通過顯微鏡觀察到一種昆蟲後，第一次對它的復眼進行了描述。第二個是荷蘭亞麻織品商人列文虎克（1632年-1723年），他自己學會了磨製透鏡。他第一次描述了許多肉眼所看不見的微小植物和動物。

1931年，恩斯特·魯斯卡通過研製電子顯微鏡，使生物學發生了一場革命。這使得科學家能觀察到像百萬分之一毫米那樣小的物體。1986年他被授予諾貝爾獎。

(8)羅雷爾的研究方法擴展閱讀

粗調部分故障的排除

粗調的主要故障是自動下滑或升降時松緊不一。所謂自動下滑是指鏡筒、鏡臂或載物台靜止在某一位置時，不經調節，在它本身重量的作用下，自動地慢慢落下來的現象。其原因是鏡筒、鏡臂、載物台本身的重力大於靜摩擦力引起的。解決的辦法是增大靜摩擦力，使之大於鏡筒或鏡臂本身的重力。

對於斜筒及大部分雙目顯微鏡的粗調機構來說，當鏡臂自動下滑時，可用兩手分別握往粗調手輪內側的止滑輪，雙手均按順時針方向用力擰緊，即可制止下滑。如不湊效，則應找專業人員進行修理。

鏡筒自動下滑，往往給人以錯覺，誤認為是齒輪與齒條配合的太松引起的。於是就在齒條下加墊片。這樣，鏡筒的下滑雖然能暫時止住，但卻使齒輪和齒條處於不正常的咬合狀態。運動的結果，使得齒輪和齒條都變形。尤其是墊得不平時，齒條的變形更厲害，結果是一部分咬得緊，一部分咬得松。因此，這種方法不宜採用。

此外，由於粗調機構長久失修，潤滑油乾枯，升降時會產生不舒服的感覺，甚至可以聽到機件的摩擦聲。這時，可將機械裝置拆下清洗，上油脂後重新裝配。

微調部分故障的排除

微調部分最常見的故障是卡死與失效。微調部分安裝在儀器內部，其機械零件細小、緊湊，是顯微鏡中最精細復雜的部分。微調部分的故障應由專業技術人員進行修理。沒有足夠的把握，不要隨便亂拆。

⑼ 關於掃描隧道顯微鏡

掃描隧道顯微鏡亦稱為「掃描穿隧式顯微鏡」、「隧道掃描顯微鏡」，是一種利用量子理論中的隧道效應探測物質表面結構的儀器。它於1981年由格爾德·賓寧（G．Binning）及海因里希·羅雷爾（H．Rohrer）在IBM位於瑞士蘇黎世的蘇黎世實驗室發明，兩位發明者因此與恩斯特·魯斯卡分享了1986年諾貝爾物理學獎[4]。
它作為一種掃描探針顯微術工具，掃描隧道顯微鏡可以讓科學家觀察和定位單個原子，它具有比它的同類原子力顯微鏡更加高的解析度。此外，掃描隧道顯微鏡在低溫下（4K）可以利用探針尖端精確操縱原子，因此它在納米科技既是重要的測量工具又是加工工具。
STM使人類第一次能夠實時地觀察單個原子在物質表面的排列狀態和與表面電子行為有關的物化性質，在表面科學、材料科學、生命科學等領域的研究中有著重大的意義和廣泛的應用前景，被國際科學界公認為20世紀80年代世界十大科技成就之一[2][4]。

⑽ 關於納米材料的問題

個人認為，最終的抉擇還要看你的興趣愛好側重在哪個材料的研究，以及自己最擅長哪個材料的研究。提供一些資料，你參考一下，抉擇，總歸是得自己來做的------自己，才最了解自己。你說呢？

在充滿生機的21世紀，信息、生物技術、能源、環境、先進製造技術和國防的高速發展必然對材料提出新的需求，元件的小型化、智能化、高集成、高密度存儲和超快傳輸等對材料的尺寸要求越來越小；航空航天、新型軍事裝備及先進製造技術等對材料性能要求越來越高。新材料的創新，以及在此基礎上誘發的新技術。新產品的創新是未來10年對社會發展、經濟振興、國力增強最有影響力的戰略研究領域，納米材料將是起重要作用的關鍵材料之一。納米材料和納米結構是當今新材料研究領域中最富有活力、對未來經濟和社會發展有著十分重要影響的研究對象，也是納米科技中最為活躍、最接近應用的重要組成部分。近年來，納米材料和納米結構取得了引人注目的成就。例如，存儲密度達到每平方厘米400g的磁性納米棒陣列的量子磁碟，成本低廉、發光頻段可調的高效納米陣列激光器，價格低廉高能量轉化的納米結構太陽能電池和熱電轉化元件，用作軌道炮道軌的耐燒蝕高強高韌納米復合材料等的問世，充分顯示了它在國民經濟新型支柱產業和高技術領域應用的巨大潛力。正像美國科學家估計的「這種人們肉眼看不見的極微小的物質很可能給予各個領域帶來一場革命」。納米材料和納米結構的應用將對如何調整國民經濟支柱產業的布局、設計新產品、形成新的產業及改造傳統產業注入高科技含量提供新的機遇。 研究納米材料和納米結構的重要科學意義在於它開辟了人們認識自然的新層次，是知識創新的源泉。由於納米結構單元的尺度（1～100urn）與物質中的許多特徵長度，如電子的德布洛意波長、超導相干長度、隧穿勢壘厚度、鐵磁性臨界尺寸相當，從而導致納米材料和納米結構的物理、化學特性既不同於微觀的原子、分子，也不同於宏觀物體，從而把人們探索自然、創造知識的能力延伸到介於宏觀和微觀物體之間的中間領域。在納米領域發現新現象，認識新規律，提出新概念，建立新理論，為構築納米材料科學體系新框架奠定基礎，也將極大豐富納米物理和納米化學等新領域的研究內涵。世紀之交高韌性納米陶瓷、超強納米金屬等仍然是納米材料領域重要的研究課題；納米結構設計，異質、異相和不同性質的納米基元（零維納米微粒、一維納米管、納米棒和納米絲）的組合。納米尺度基元的表面修飾改性等形成了當今納米材料研究新熱點，人們可以有更多的自由度按自己的意願合成具有特殊性能的新材料。利用新物性、新原理、新方法設計納米結構原理性器件以及納米復合傳統材料改性正孕育著新的突破。 1研究形狀和趨勢 納米材料制備和應用研究中所產生的納米技術很可能成為下一世紀前20年的主導技術，帶動納米產業的發展。世紀之交世界先進國家都從未來發展戰略高度重新布局納米材料研究，在千年交替的關鍵時刻，迎接新的挑戰，抓緊納米材料和柏米結構的立項，迅速組織科技人員圍繞國家制定的目標進行研究是十分重要的。 納米材料誕生州多年來所取得的成就及對各個領域的影響和滲透一直引人注目。進入90年代，納米材料研究的內涵不斷擴大，領域逐漸拓寬。一個突出的特點是基礎研究和應用研究的銜接十分緊密，實驗室成果的轉化速度之快出乎人們預料，基礎研究和應用研究都取得了重要的進展。美國已成功地制備了晶粒為50urn的納米cu材料，硬度比粗晶cu提高5倍；晶粒為7urn的pd，屈服應力比粗晶pd高5倍；具有高強度的金屬間化合物的增塑問題一直引起人們的關注，晶粒的納米化為解決這一問題帶來了希望， 根據納米材料發展趨勢以及它在對世紀高技術發展所佔有的重要地位，世界發達國家的政府都在部署本來10～15年有關納米科技研究規劃。美國國家基金委員會（nsf）1998年把納米功能材料的合成加工和應用作為重要基礎研究項目向全國科技界招標；美國darpa（國家先進技術研究部）的幾個計劃里也把納米科技作為重要研究對象；日本近年來制定了各種計劃用於納米科技的研究，例如 ogala計劃、erato計劃和量子功能器件的基本原理和器件利用的研究計劃，1997年，納米科技投資1.28億美元；德國科研技術部幫助聯邦政府制定了1995年到2010年15年發展納米科技的計劃；英國政府出巨資資助納米科技的研究；1997年西歐投資1.2億美元。據1999年7月8日《自然》最新報道，納米材料應用潛力引起美國白宮的注意；美國總統柯林頓親自過問納米材料和納米技術的研究，決定加大投資，今後3年經費資助從2.5億美元增 加至5億美元。這說明納米材料和納米結構的研究熱潮在下一世紀相當長的一段時間內保持繼續發展的勢頭。 2國際動態和發展戰略 1999年7月8日《自然》（400卷）發布重要消息 題為「美國政府計劃加大投資支持納米技術的興 起」。在這篇文章里，報道了美國政府在3年內對納米技術研究經費投入加倍，從2.5億美元增加到5億美元。柯林頓總統明年2月將向國會提交支持納米技術研究的議案請國會批准。為了加速美國納米材料和技術的研究，白宮採取了臨時緊急措施，把原1.97億美元的資助強度提高到2.5億美元。《美國商業周刊》8月19日報道，美國政府決定把納米技術研究列人21世紀前10年前11個關鍵領域之一，《美國商業周刊》在掌握21世紀可能取得重要突破的3個領域中就包括了納米技術領域（其它兩個為生命科學和生物技術，從外星球獲得能源）。美國白宮之所以在20世紀即將結束的關鍵時刻突然對納米材料和技術如此重視，其原因有兩個方面：一是德科學技術部1996年對2010年納米技術的市場做了預測，估計能達到14400億美元，美國試圖在這樣一個誘人的市場中佔有相當大的份額。美國基礎研究的負責人威廉姆斯說：納米技術本來的應用遠遠超過計算機工業。美國白宮戰略規劃辦公室還認為納米材料是納米技術最為重要的組成部分。在《自然》的報道中還特別提到美國已在納米結構組裝體系和高比表面納米顆粒制備與合成方面領導世界的潮流，在納米功能塗層設計改性及納米材料在生物技術中的應用與歐共體並列世界第一，納米尺寸度的元器件和納米固體也要與日本分庭抗禮。1999年7月，美國加尼福尼亞大學洛杉礬分校與惠普公司合作研製成功100urn晶元，美國明尼蘇達大學和普林斯頓大學於1998年制備成功量子磁碟，這種磁碟是由磁性納米棒組成的納米陣列體系，10bit／s尺寸的密度已達109bit／s，美國商家已組織有關人員迅速轉化，預計2005年市場為400億美元。1988年法國人首先發現了巨磁電阻效應，到1997年巨磁電阻為原理的納米結構器件已在美國問世，在磁存儲、磁記憶和計算機讀寫磁頭將有重要的應用前景。 最近美國柯達公司研究部成功地研究了一種即具有顏料又具有分子染料功能的新型納米粉體，預計將給彩色印橡帶來革命性的變革。納米粉體材料在橡膠、顏料、陶瓷製品的改性等方面很可能給傳統產業和產品注入新的高科技含量，在未來市場上佔有重要的份額。納米材料在醫葯方面的應用研究也使人矚目，正是這些研究使美國白宮認識到納米材料和技術將佔有重要的戰略地位。原因之二是納米材料和技術領域是知識創新和技術創新的源泉，新的規律新原理的發現和新理論的建立給基礎科學提供了新的機遇，美國計劃在這個領域的基礎研究獨占「老大」的地位。 3國內研究進展 我國納米材料研究始於80年代末，「八五」期間，「納米材料科學」列入國家攀登項目。國家自然科學基金委員會、中國科學院、國家教委分別組織了8項重大、重點項目，組織相關的科技人員分別在納米材料各個分支領域開展工作，國家自然科學基金委員會還資助了20多項課題，國家「863」新材料主題也對納米材料有關高科技創新的課題進行立項研究。1996年以後，納米材料的應用研究出現了可喜的苗頭，地方政府和部分企業家的介入，使我國納米材料的研究進入了以基礎研究帶動應用研究的新局面。 目前，我國有60多個研究小組，有600多人從事納米材料的基礎和應用研究，其中，承擔國家重大基礎研究項目的和納米材料研究工作開展比較早的單位有：中國科學院上海硅酸鹽研究所、南京大學。中國科學院固體物理研究所、金屬研究所、物理研究所、中國科技大學、中國科學院化學研究所、清華大學，還有吉林大學、東北大學、西安交通大學、天津大學、青島化工學院、華東師范大學，華東理工大學、浙江大學、中科院大連化學物理研究所、長春應用化學 研究所、長春物理研究所、感光化學研究所等也相繼開展了納米材料的基礎研究和應用研究。我國納米材料基礎研究在過去10年取得了令人矚目的重要研究成果。已採用了多種物理、化學方法制備金屬與合金（晶態、非晶態及納米微晶）氧化物、氮化物、碳化物等化合物納米粉體，建立了相應的設備，做到納米微粒的尺寸可控，並製成了納米薄膜和塊材。在納米材料的表徵、團聚體的起因和消除、表面吸附和脫附、納米復合微粒和粉體的製取等各個方面都有所創新，取得了重大的進展，成功地研製出緻密度高、形狀復雜、性能優越的納米陶瓷；在世界上首次發現納米氧化鋁晶粒在拉伸疲勞中應力集中區出現超塑性形變；在顆粒膜的巨磁電阻效應、磁光效應和自旋波共振等方面做出了創新性的成果；在國際上首次發現納米類鈣鈦礦化合物微粒的磁嫡變超過金屬gd；設計和制備了納米復合氧化物新體系，它們的中紅外波段吸收率可達 92％，在紅外保暖纖維得到了應用；發展了非晶完全晶化制備納米合金的新方法；發現全緻密納米合金中的反常hall－petch效應。 近年來，我國在功能納米材料研究上取得了舉世矚目的重大成果，引起了國際上的關注。一是大面積定向碳管陣列合成：利用化學氣相法高效制備純凈碳納米管技術，用這種技術合成的納米管，孔徑基本一致，約20urn，長度約100pm，納米管陣列面積達到 3mm 3mm。其定向排列程度高，碳納米管之間間距為100pm。這種大面積定向納米碳管陣列，在平板顯示的場發射陰極等方面有著重要應用前景。這方面的文章發表在1996年的美國《科學》雜志上。二是超長納米碳管制備：首次大批量地制備出長度為2～3mm的超長定向碳納米管列陣。這種超長碳納米管比現有碳納米管的長度提高1～2個數量級。該項成果已發表於1998年8月出版的英國《自然》雜志上。英國《金融時報》以「碳納米管進入長的階段」為題介紹了有關長納米管的工作。三是氮化嫁納米棒制備：首次利用碳納米管作模板成功地制備出直徑為3～40urn、長度達微米量級的發藍光氮化像一維納米棒，並提出了碳納米管限制反應的概念。該項成果被評為1998年度中國十大科技新聞之一。四是硅襯底上碳納米管陣列研製成功，推進碳納米管在場發射平面和納米器件方面的應用。五是制備成功一維納米絲和納米電纜，該成果研究論文在瑞典召開的1998年第四屆國際納米會議宣讀後，許多外國科學家給予高度評價。六是用苯熱法制備納米氮化像微晶；發現了非水溶劑熱合成技術，首次在300℃左右製成粒度達30urn的氮化鋅微晶。還用苯合成制備氮化鉻（crn）、磷化鈷（cop）和硫化銻（sbs）納米微晶，論文發表在1997年的《科學》雜志上。七是用催化熱解法製成納米金剛石；在高壓釜中用中溫（70℃）催化熱解法使四氯化碳和鈉反應制備出金剛石納米粉，論文發表在1998年的《科學》雜志上。美國《化學與工程新聞》雜志還發表題為「稻草變黃金---從四氯化碳（cc14）製成金剛石」一文，予以高度評價。 我國納米材料和納米結構的研究已有10年的工作基礎和工作積累，在「八五」研究工作的基礎上初步形成了幾個納米材料研究基地，中科院上海硅酸鹽研究所、南京大學、中科院固體物理所、中科院金屬所、物理所、中國科技大學、清華大學和中科院化學所等已形成我國納米材料和納米結構基礎研究的重要單位。無論從研究對象的前瞻性、基礎性，還是成果的學術水平和適用性來分析，都為我國納米材料研究在國際上爭得一席之地，促進我國納米材料研究的發展，培養高水平的納米材料研究人才做出了貢獻。在納米材料基礎研究和應用研究的銜接，加快成果轉化也發揮了重要的作用。目前和今後一個時期內這些單位仍然是我國納米材料和納米結構研究的中堅力量。 在過去10年，我國已建立了多種物理和化學方法制備納米材料，研製了氣體蒸發、磁控濺射、激光誘導cvd、等離子加熱氣相合成等10多台制備納米材料的裝置，發展了化學共沉澱、溶膠一凝膠、微乳液水熱、非水溶劑合成和超臨界液相合成制備包括金屬、合金、氧化物、氮化物、碳化物、離子晶體和半導體等多種納米材料的方法，研製了性能優良的多種納米復合材料。近年來，根據國際納米材料研究的發展趨勢，建立和發展了制備納米結構（如納米有序陣列體系、介孔組裝體系、mcm－41等）組裝體系的多種方法，特別是自組裝與分子自組裝、模板合成、碳熱還原、液滴外延生長、介孔內延生長等也積累了豐富的經驗，已成功地制備出多種准一維納米材料和納米組裝體系。這些方法為進一步研究納米結構和准一納米材料的物性，推進它們在納米結構器件的應用奠定了良好的基礎。納米材料和納米結構的評價手段基本齊全，達到了國際90年代末的先進水平。 綜上所述，「八五」期間我國在納米材料研究上獲得了一批創新性的成果，形成了一支高水平的科研隊伍，基礎研究在國際上佔有一席之地，應用開發研究也出現了新局面，為我國納米材料研究的繼續發展奠定了基礎。10年來，我國科技工作者在國內外學術刊物上共發表納米材料和納米結構的論文2400多篇，在國際上排名第五位，其中納米碳管和納米團簇在1998年度歐洲文獻情報交流會上德國馬普學會固體所一篇研究報告中報道中國科技工作者發表論文已超過德國，在國際排名第三位，在國際歷次召開的有關納米材料和納米結構的國際會議上，我國納米材料科技工作者共做邀請報告24次。到目前為止，納米材料研究獲得國家自然科學三等獎1項，國家發明獎2項；院部級自然科學一、二等獎3項，發明一等獎3項，科技進步特等獎1項；申請專利 79項，其中發明專利佔50％，已正式授權的發明專利6項，已實現成果轉化的發明專利6項。 最近幾年，我國納米科技工作者在國際上發表了一些有影響的學術論文，引起了國際同行的關注和稱贊。在《自然》和《科學》雜志上發表有關納米材料和納米結構制備方面的論文6篇，影響因子在6以上的學術論文（phys．rev．lett，j．ain．chem．soc ．）近20篇，影響因子在3以上的31篇，被sci和ei收錄的文章占整個發表論文的 59％。 1998年 6月在瑞典斯特哥爾摩召開的國際第四屆納米材料會議上，對中國納米材料研究給予了很高評價，指出這幾年來中國在納米材料制備方面取得了激動人心的成果，在大會總結中選擇了8個納米材料研究式作取得了比較好的國家在閉幕式上進行介紹，中國是在美國、日本、德國、瑞典之後進行了大會發言。

4 納米產業發展趨勢

（1）信息產業中的納米技術：信息產業不僅在國外，在我國也佔有舉足輕重的地位。2000年，中國的信息產業創造了gdp5800億人民幣。納米技術在信息產業中應用主要表現在3個方面：①網路通訊、寬頻帶的網路通訊、納米結構器件、晶元技術以及高清晰度數字顯示技術。因為不管通訊、集成還是顯示器件，都要原器件，美國已經著手研製，現在有了單電子器件、隧穿電子器件、自旋電子器件，這種器件已經在實驗室研製成功，而且可能在2001年進入市場。②光電子器件、分子電子器件、巨磁電子器件，這方面我國還很落後，但是這些原器件轉為商品進入市場也還要10年時間，所以，中國要超前15年到20年對這些方面進行研究。③網路通訊的關鍵納米器件，如網路通訊中激光、過濾器、諧振器、微電容、微電極等方面，我國的研究水平不落後，在安徽省就有。④壓敏電阻、非線性電阻等，可添加氧化鋅納米材料改性。

（2）環境產業中的納米技術：納米技術對空氣中20納米以及水中的200納米污染物的降解是不可替代的技術。要凈化環境，必須用納米技術。我們現在已經制備成功了一種對甲醛、氮氧化物、一氧化碳能夠降解的設備，可使空氣中的大於10ppm的有害氣體降低到0.1ppm，該設備已進入實用化生產階段；利用多孔小球組合光催化納米材料，已成功用於污水中有機物的降解，對苯酚等其它傳統技術難以降解的有機污染物，有很好的降解效果。近年來，不少公司致力於把光催化等納米技術移植到水處理產業，用於提高水的質量，已初見成效；採用稀土氧化鈰和貴金屬納米組合技術對汽車尾氣處理器件的改造效果也很明顯；治理淡水湖內藻類引起的污染，最近已在實驗室初步研究成功。

(3)能源環保中的納米技術：合理利用傳統能源和開發新能源是我國當前和今後的一項重要任務。在合理利用傳統能源方面，現在主要是凈化劑、助燃劑，它們能使煤充分燃燒，燃燒當中自循環，使硫減少排放，不再需要輔助裝置。另外，利用納米改進汽油、柴油的添加劑已經有了，實際上它是一種液態小分子可燃燒的團簇物質，有助燃、凈化作用。在開發新能源方面國外進展較快，就是把非可燃氣體變成可燃氣體。現在國際上主要研發能量轉化材料，我國也在做，它包括將太陽能轉化成電能、熱能轉化為電能、化學能轉化為電能等。

(4)納米生物醫葯：這是我國進入wto以後一個最有潛力的領域。目前，國際醫葯行業面臨新的決策，那就是用納米尺度發展制葯業。納米生物醫葯就是從動植物中提取必要的物質，然後在納米尺度組合，最大限度發揮葯效，這恰恰是我國中醫的想法。在提取精華後，用一種很少的骨架，比如人體可吸收的糖、澱粉，使其高效緩釋和靶向葯物。對傳統葯物的改進，採用納米技術可以提高一個檔次。

(5)納米新材料：雖然納米新材料不是最終產品，但是很重要。據美國測算，到21世紀30年代，汽車上40％鋼鐵和金屬材料要被輕質高強材料所代替，這樣可以節省汽油40％，減少co2，排放40％，就這一項，每年就可給美國創造社會效益1000億美元。此外，還有各種功能材料，玻璃透明度好但份量重，用納米改進它，使它變輕，使這種材料不僅有力學性能，而且還具有其他功能，還有光的變色、貯光，反射各種紫外線、紅外線，光的吸收、貯藏等功能。

(6)納米技術對傳統產業改造：對於中國來說，當前是納米技術切入傳統產業、將納米技術和各個領域技術相結合的最好機遇。首先是家電、輕工、電子行業。合肥美菱集團從1996開始研製納米冰箱，可折疊的pvc磁性冰箱門封不發霉，用的是抗菌塗料，裡面的果盤都採用納米材料，發展輕工、電子和家用電器可以帶動塗料、材料、電子原器件等行業發展；其次是紡織。人造纖維是化纖和紡織行業發展的趨勢，中國紡織要在進入wto後能占據有利地位，現在就必須全方位應用納米技術、納米材料。去年關於保溫被、保溫衣的電視宣傳，提到應用了納米技術，特殊功能的有防靜電的、阻燃的等等，把納米的導電材料組裝到裡面，可以在11萬伏的高壓下，把人體屏蔽，在這一方面，紡織行業應用納米技術形勢看好；第三是電力工業。利用納米技術改造20萬伏和11萬伏的變壓輸電瓷瓶，可以全方位提高11萬伏的瓷瓶耐電沖擊的性能，而且釉不結霜，其它綜合性能都很好；第四是建材工業中的油漆和塗料，包括各種陶瓷的釉料、油墨，納米技術的介入，可以使產品性能升級。

1999年8月20日《美國商業周刊》在展望21世紀可能有突破性進展的領域時，對生命科學和生物技術、納米科學和納米技術及從外星球上索取能源進行了預測和評價，並指出這是人類跨入21世紀面臨的新的挑戰和機遇。諾貝爾獎獲得者羅雷爾也曾說過：70年代重視微米的國家如今都成為發達國家，現在重視納米技術的國家很可能成為下一世紀先進的國家。挑戰嚴峻，機遇難得，我們必須加倍重視納米科技的研究，注意納米技術與其它領域的交叉，加速知識創新和技術創新，為21世紀中國經濟的騰飛奠定雄厚的基礎。

編者按：激動人心的納米時代已經到來，人們的生活即刻將發生巨大的變化，然而，我們也要清醒地看到，市場上真正成熟的納米材料並不是很多。中科院院士白春禮院士認為，「真正意義的納米時代還沒有到來，我們正在充滿信心地迎接納米時代的到來。」

白春禮說，「人類進入納米科技時代的重要標志是納米器件的研製水平和應用程度。」納米科技發展到今天，距離納米時代的到來還有多遠呢，白春禮說，「納米研究目前還有許多基礎研究在進行中，在納米尺度上還有大量原理性問題尚待研究，納米科技現在的發展水平大概相當於計算機技術在20世紀50年代的發展水平，人類最終進入納米時代還需要30到50年的時間，50年後納米科技有可能像今天計算機技術一樣普及。」

對於納米科技，科學的態度是積極參與，腳踏實地地推動這一前沿科技的健康發展，既不需要商業炒作，也不需要科學炒作。